石墨烯產(chǎn)業(yè)如何發(fā)展 制備工藝決定未來走向

石墨邦訊: 近年來，被稱為“黑金”的新材料之王石墨烯成為各國戰(zhàn)略布局新材料的必爭(zhēng)之地。盡管國內(nèi)石墨烯科研與生產(chǎn)企業(yè)眾多，但由于研發(fā)合作能力不足，關(guān)鍵制備技術(shù)沒有得到解決，整體開發(fā)與應(yīng)用水平處于低端化，制約了石墨烯在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　對(duì)此，多位專家認(rèn)為，制備水平將決定這種超級(jí)材料的未來，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)已處在產(chǎn)業(yè)化突破前期，而這種突破亟待政策進(jìn)一步支撐。專家建議，我國應(yīng)該設(shè)立國家級(jí)的石墨烯研發(fā)機(jī)構(gòu)，建立若干國家級(jí)的創(chuàng)新中心，設(shè)立石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)計(jì)劃和專項(xiàng)基金。

　　“烯流滾滾”的市場(chǎng)

　　面對(duì)“烯流滾滾”的市場(chǎng)，歐盟已啟動(dòng)了石墨烯旗艦研究計(jì)劃，美國、日本、韓國也加大了石墨烯應(yīng)用基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的投入力度。我國部分針對(duì)快速發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)的措施已經(jīng)出臺(tái)，石墨烯有望在“十三五”期間獲得較快發(fā)展。根據(jù)此前發(fā)布的《中國制造２０２５重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖》，要求２０２０年石墨烯需要形成百億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，２０２５年整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破千億。

　　目前，清華大學(xué)、中國科技大學(xué)、中國科學(xué)院北京物理所等眾多高校、研究所紛紛成立相關(guān)研究組，投入經(jīng)費(fèi)，引進(jìn)人才，加強(qiáng)石墨烯領(lǐng)域的研究和探索。２０１５年，國家自然基金委已資助石墨烯相關(guān)研究２１８０項(xiàng)，其中重大項(xiàng)目７項(xiàng)共資助５１２４萬元，重點(diǎn)項(xiàng)目２１項(xiàng)共６２１５萬元。與此同時(shí)，國內(nèi)涉足石墨烯產(chǎn)業(yè)的企業(yè)也已超過１００家，并在常州、無錫、青島、深圳等地形成產(chǎn)業(yè)集群，投入資金已有上百億之多。？

　　中國國知專利預(yù)警咨詢有限公司總經(jīng)理于立彪介紹說，２０１５年我國申請(qǐng)的石墨烯專利數(shù)量已經(jīng)超過全世界申請(qǐng)量的１／２，位居全球首位。雖然申請(qǐng)人從數(shù)量上已經(jīng)占據(jù)優(yōu)勢(shì)，但申請(qǐng)人是以研究機(jī)構(gòu)為主體，技術(shù)集中度不高。國內(nèi)石墨烯優(yōu)勢(shì)企業(yè)的布局重點(diǎn)仍然集中在上游制備，下游應(yīng)用的布局少且領(lǐng)域單一，并未形成完整的“一體化”產(chǎn)業(yè)鏈。

　　北京大學(xué)教授劉忠范坦言：“我國雖然擁有最龐大的石墨烯研發(fā)隊(duì)伍，但研發(fā)力量還相對(duì)分散，小作坊式的無序發(fā)展成為目前石墨烯產(chǎn)業(yè)的主要特點(diǎn)。而產(chǎn)業(yè)園區(qū)的建設(shè)也顯得盲目冒進(jìn)，簡(jiǎn)單重復(fù)比較多。”

　　制備工藝決定未來

　　“盡管我國石墨烯市場(chǎng)熱度很高，但整體來講只重視低端產(chǎn)出，輕視對(duì)未來石墨烯產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的關(guān)注。”劉忠范表示，制備決定未來石墨烯產(chǎn)業(yè)的走向。

　　碳纖維的發(fā)展軌跡值得石墨烯產(chǎn)業(yè)借鑒。劉忠范認(rèn)為，“碳纖維作為一個(gè)相對(duì)成熟的行業(yè)，１９６１年便被發(fā)明，１９７１年日本東立公司率先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，每個(gè)月僅生產(chǎn)１噸，做標(biāo)號(hào)Ｔ３００等等，用在釣魚竿、自行車上。到現(xiàn)在，４５年的時(shí)間過去了，碳纖維已經(jīng)發(fā)展到Ｔ８００、Ｔ１０００，可以做飛機(jī)，這是堅(jiān)持半個(gè)世紀(jì)得到的成果。”

　　劉忠范表示：“東立公司從１９７１年量產(chǎn)至今，花了將近１００億人民幣做前期研發(fā)，很多年公司都處于虧損狀態(tài)。直到２００３年接到波音７８７公司的定單之后，他們才真正扭虧為盈，將這個(gè)行業(yè)帶動(dòng)起來。”

　　劉忠范認(rèn)為，當(dāng)前，想用石墨烯去賺多少錢，這種想法太天真，要提倡工匠精神，找到石墨烯撒手锏級(jí)的應(yīng)用。？

　　國家納米科學(xué)中心研究員智林杰表示，我國起碼有幾十家企業(yè)都宣稱自己做高質(zhì)量的石墨烯，但目前真正做得好的石墨烯生產(chǎn)企業(yè)實(shí)際上非常有限，寥寥無幾。“展會(huì)上可以看到大量的石墨烯生產(chǎn)企業(yè)，但如果去深究石墨烯這個(gè)產(chǎn)品本身的時(shí)候就會(huì)發(fā)現(xiàn)，參差不齊，概念混淆。資本界和公司主體本身長時(shí)間的積淀，才能完成一個(gè)階段性的工作。石墨烯產(chǎn)業(yè)要健康發(fā)展，首先需要一批需要石墨烯的企業(yè)靜下心來把石墨烯制備工藝本身做好，在這個(gè)基礎(chǔ)上才會(huì)衍生到石墨烯具體的應(yīng)用。”智林杰說。

　　破局還需政策支持

　　目前有關(guān)石墨烯的公司大多處在虧損的狀態(tài)，整個(gè)市場(chǎng)呈現(xiàn)出虛火過旺，國內(nèi)的研究缺少有價(jià)值的專利和研究成果支撐，“產(chǎn)、學(xué)、研、用”多個(gè)環(huán)節(jié)沒有形成合力。

　　劉忠范認(rèn)為，“石墨烯產(chǎn)業(yè)的研發(fā)缺少國家意志，缺少政府補(bǔ)貼、政策實(shí)質(zhì)性的落實(shí)和推進(jìn)，相對(duì)而言較慢。石墨烯產(chǎn)業(yè)呼喚國家的頂層的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)基礎(chǔ)性或者前瞻性的戰(zhàn)略研究，重點(diǎn)培育石墨烯的領(lǐng)軍企業(yè)。”

　　工業(yè)和信息化部賽迪研究院原材料研究所的研究員李丹也表示，石墨烯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在正處在概念導(dǎo)入期，也就是產(chǎn)業(yè)化突破的前期。我國對(duì)于石墨烯產(chǎn)業(yè)的研究，目前基本屬于一種自發(fā)性的群眾運(yùn)動(dòng)，投入非常分散，缺少國家層面的全局性規(guī)劃。這種投入方式帶來的常常就是這種表面上的繁榮，而且容易造成人力、物力、財(cái)力的極大浪費(fèi)，需要整合資源，從分散走向集約。

　　李丹進(jìn)一步表示，美、日、韓，還有歐洲的很多國家，他們?cè)谑┓矫孢M(jìn)行了一系列的研究，支持了很多項(xiàng)目，從而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。美國在石墨烯專利布局方面比較全面，日本在薄膜晶體管領(lǐng)域處于一種領(lǐng)先地位，韓國在納米器件領(lǐng)域的地位具有領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)。歐盟則把石墨烯研究項(xiàng)目作為了一個(gè)首批技術(shù)旗艦項(xiàng)目之一。

　　截至目前，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)獲得了國家以及地方政府各項(xiàng)政策的支持。例如，２０１２年工業(yè)和信息化部發(fā)布了《新材料十二五規(guī)劃》，首次明確提出了要支持石墨烯新材料的發(fā)展；２０１５年，《中國制造２０２５》特別把石墨烯單列，對(duì)它的中長期發(fā)展路線進(jìn)行了部署等。

　　“但以上的政策還需進(jìn)一步落實(shí)和細(xì)化。”李丹認(rèn)為，應(yīng)該設(shè)立國家級(jí)的石墨烯研發(fā)機(jī)構(gòu)，建立若干國家級(jí)的創(chuàng)新中心，設(shè)立石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)計(jì)劃和專項(xiàng)基金，并將石墨礦確定為戰(zhàn)略性的礦產(chǎn)資源，打通應(yīng)用環(huán)節(jié)形成上下游一體化的產(chǎn)業(yè)鏈條，加快制定正確的技術(shù)路線和材料標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等應(yīng)用規(guī)范，做大做強(qiáng)采、選、冶一體的高科技龍頭企業(yè)集團(tuán)，建立這種石墨烯的產(chǎn)業(yè)基地。最后一個(gè)就是要鼓勵(lì)和引導(dǎo)社會(huì)資本進(jìn)入石墨烯的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。